| yeer |
2008-12-31 12:08 |
光纖激光器技術(shù)及進(jìn)展
摘 要：光纖激光器作為目前最為活躍的激光光源器件，它是激光技術(shù)的前沿課題。本文討論了光纖激光器的特性及基本原理，概述了光纖激光器的新近進(jìn)展。 ](eN@Xi&@
f'q 28lVf
一、引言 ri1C-TJM)
+,50q N:%[
光纖激光器是在EDFA技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。早在1961年，美國(guó)光學(xué)公司的E.Snitzer等就在光纖激光器領(lǐng)域進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的工作，但由 于相關(guān)條件的限制，其實(shí)驗(yàn)進(jìn)展相對(duì)緩慢。而80年代英國(guó)Southhampton大學(xué)的S.B.Poole等用MCVD法制成了低損耗的摻鉺光纖，從而為 光纖激光器帶來(lái)了新的前景。 NZN- ^ >
-
O"i3>C
近期，隨著光纖通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，超快速光電子學(xué)、非線性光學(xué)、光傳感等各種領(lǐng)域應(yīng)用的研究已得到日益重視。其中，以光纖 作基質(zhì)的光纖激光器，在降低閾值、振蕩波長(zhǎng)范圍、波長(zhǎng)可調(diào)諧性能等方面，已明顯取得進(jìn)步，是目前光通信領(lǐng)域的新興技術(shù)，它可以用于現(xiàn)有的通信系統(tǒng)，使之支 持更高的傳輸速度，是未來(lái)高碼率密集波分復(fù)用系統(tǒng)和未來(lái)相干光通信的基礎(chǔ)。目前光纖激光器技術(shù)是研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一。本文就近年來(lái)國(guó)外幾種新型的光纖激光 器技術(shù)加以闡述。 #k<":O
okq[ o90
二、光纖激光器原理 FuX 8v
m, ')&{Rd
利用摻雜稀土元素的光纖研制成的光纖放大器給光波技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化。由于任何光放大器都可通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆答仚C(jī)制形成激光器，因此光纖激光器可 在光纖放大器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)。目前開(kāi)發(fā)研制的光纖激光器主要采用摻稀土元素的光纖作為增益介質(zhì)。由于光纖激光器中光纖纖芯很細(xì)，在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易 形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。因此，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩。另外由于光纖基質(zhì)具有很寬的熒 光譜，因此，光纖激光器一般都可做成可調(diào)諧的，非常適合于WDM系統(tǒng)應(yīng)用。 Dml*T( WM>
AM} brO
和半導(dǎo)體激光器相比，光纖激光器的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：光纖激光器是波導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，可容強(qiáng)泵浦，具有高增益、轉(zhuǎn)換效率高、閾值低、輸出光束質(zhì)量好、線寬窄、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等特性，易于實(shí)現(xiàn)和光纖的耦合。 7([h4bg{
d7cg&9+
我們可以從不同的角度對(duì)光纖激光器進(jìn)行分類，如根據(jù)光纖激光器的諧振腔采用的結(jié)構(gòu)可以將其分為Fabry-Perot腔和環(huán)行腔兩大類。也可根據(jù)輸出 波長(zhǎng)數(shù)目將其分為單波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)等。對(duì)于不同類型光纖激光器的特性主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）閾值應(yīng)越低越好；（2）輸出功率與抽運(yùn)光功率的線性要好； （3）輸出偏振態(tài)；（4）模式結(jié)構(gòu)；（5）能量轉(zhuǎn)換效率；（6）激光器工作波長(zhǎng)等。 y [O-pD`
l{ex?
| |